Открыт новый тип полярных сияний

Финские астрономы-любители открыли новый вид полярных сияний, похожих по своему облику на слоистые облака или песчаные дюны. Их существование предположительно связано с высотными атмосферными волнами, сообщила в среду пресс-служба Хельсинкского университета со ссылкой на статью в журнале AGU Advances.

"Различия в яркости между "волнами" этих небесных дюн могут быть связаны с существованием аналогичных колебаний в потоках частиц, падающих на Землю из космоса, или же в распределении атомов кислорода в атмосфере планеты. Мы предполагаем, что последняя теория ближе к истине", - заявила профессор Хельсинского университета Минна Палмрот (Minna Palmroth), чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Полярные сияния являются продуктом взаимодействия магнитосферы Земли и солнечного ветра - потока плазмы и заряженных частиц, который Солнце испускает в космос. Эти частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля планеты, "ножки" которых находятся у полюсов Земли.

Благодаря подобному расположению силовых линий заряженные частицы, которые обычно не попадают в атмосферу, свободно проникают в нее у полюсов, сталкиваясь с молекулами азота и кислорода, что и вызывает сине-зеленое свечение, которое мы называем северным или полярным сиянием.

В последние годы фотографы-любители, помогающие NASA изучать эти феномены, начали говорить о появлении нового типа вспышек в арктическом небе. Год назад эти вспышки, похожие на фиолетовую радугу, были детально исследованы учеными. Они обнаружили, что их порождает уникальная комбинация процессов, связанных с активностью Солнца и движением потоков ионов в атмосфере Земли.

Полярные дюны

Палмрот и ее коллеги открыли еще один тип полярных вспышек света после того, как к ним обратились за помощью несколько астрономов-любителей. Те увидели сразу несколько вспышек света на ночном небе Финляндии, не вписывающихся в известные категории полярных сияний и не похожих на STEVE - фиолетовые радуги.

Ученые и астрономы-любители объединили усилия и начали вести наблюдения. Эти вспышки они назвали дюнами. Снимки с разных точек помогли исследователям понять, что подобное свечение возникает в верхних слоях мезосферы на относительно небольшой высоте - около 100 километров. Данная часть атмосферы, как отмечает Палмрот, раньше почти не изучалась - вести наблюдения за регионом, отделяющим электрически нейтральную часть атмосферы от ионосферы, крайне сложно. По этой причине физики пока не могут точно сказать, что именно порождает полярные дюны.

С другой стороны, расстояние между гребнями "волны" этого типа сияний (около 45 километров) говорит о том, что вспышки связаны с существованием особых мезосферных волн. Так ученые называют очень крупные колебания воздуха, возникающие в атмосфере из-за наличия неровностей на поверхности Земли. Иногда они "поднимаются" на уровень границы между ионосферой и остальной частью воздушной оболочки Земли.

Эти волны, как предполагают Палмрот и ее коллеги, создают неоднородности в распределении атомов кислорода в мезосфере. В свою очередь их столкновения с "космическими" электронами, падающими в атмосферу из ионосферы и космоса, заставляют кислород создавать эти вспышки света. Различия в концентрации этого газа, как считают ученые, являются причиной того, почему полярные дюны похожи по своей структуре на перистые облака или гребни волн их аналогов из наземных пустынь.

Если эта теория подтвердится, то подобные сияния можно будет использовать для изучения атмосферных волн, возникающих в мезосфере и других труднодоступных участках воздушной оболочки Земли, а также феноменов, порождающих и поддерживающих их существование. Дальнейшие наблюдения за полярными дюнами, как надеются ученые, дадут ответ на этот вопрос.